题目内容
【题目】如图所示,AB是在竖直平面内的1/4圆周的光滑圆弧轨道,其半径为R,过圆弧轨道下端边缘B点的切线是水平的,B点距正下方水平地面上C点的距离为h。一质量为m的小滑块(可视为质点)自A点由静止开始下滑,并从B点水平飞出,最后落到水平地面上的D点。重力加速度为g,空气阻力可忽略不计,求:
(1)小滑块通过B点时的速度大小;
(2)小滑块滑到B点时轨道对其作用力的大小;
(3)小滑块落地点D到C点的距离。
【答案】(1) (2)3mg (3)2
【解析】(1)物块自A点到B点的过程机械能守恒,设物块通过B点时的速度为vB,
则有mgR=mvB2
解得 vB=
(2)设物块通过B点时所受轨道支持力为NB,根据牛顿第二定律有
NBmg=m
解得 NB=3mg
(3)设物块自B点到D点的运动时间为t,D点到C点的距离为xCD,
则h=gt2,
xCD=vBt
解得xCD=2
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